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El análisis de trazas de muestras líquidas tiene una amplia gama de aplicaciones en las ciencias de la vida y el control ambiental.En este trabajo, hemos desarrollado un fotómetro compacto y económico basado en capilares de guía de ondas de metal (MCC) para la determinación ultrasensible de la absorción.La trayectoria óptica se puede aumentar considerablemente, y mucho más que la longitud física del MWC, porque la luz dispersada por las paredes laterales de metal corrugado liso se puede contener dentro del capilar independientemente del ángulo de incidencia.Se pueden lograr concentraciones tan bajas como 5,12 nM usando reactivos cromogénicos comunes debido a la nueva amplificación óptica no lineal y al rápido cambio de muestra y detección de glucosa.
La fotometría se usa ampliamente para el análisis de trazas de muestras líquidas debido a la abundancia de reactivos cromogénicos disponibles y dispositivos optoelectrónicos semiconductores1,2,3,4,5.En comparación con la determinación de absorbancia tradicional basada en cubetas, los capilares de guía de ondas líquidas (LWC) reflejan (TIR) ​​al mantener la luz de la sonda dentro del capilar1,2,3,4,5.Sin embargo, sin más mejoras, la ruta óptica solo está cerca de la longitud física de LWC3.6, y el aumento de la longitud de LWC más allá de 1,0 m sufrirá una fuerte atenuación de la luz y un alto riesgo de burbujas, etc.
Actualmente existen dos tipos principales de LWC, a saber, los capilares de teflón AF (que tienen un índice de refracción de solo ~1,3, que es más bajo que el del agua) y los capilares de sílice recubiertos con teflón AF o películas metálicas1,3,4.Para lograr TIR en la interfaz entre materiales dieléctricos, se requieren materiales con un índice de refracción bajo y ángulos de incidencia de luz altos3,6,10.Con respecto a los capilares Teflon AF, Teflon AF es transpirable debido a su estructura porosa3,11 y puede absorber pequeñas cantidades de sustancias en muestras de agua.Para los capilares de cuarzo revestidos en el exterior con teflón AF o metal, el índice de refracción del cuarzo (1,45) es más alto que el de la mayoría de las muestras líquidas (p. ej., 1,33 para el agua)3,6,12,13.Para capilares revestidos con una película metálica en su interior, se han estudiado las propiedades de transporte14,15,16,17,18, pero el proceso de revestimiento es complicado, la superficie de la película metálica tiene una estructura rugosa y porosa4,19.
Además, los LWC comerciales (capilares recubiertos de teflón AF y capilares de sílice recubiertos de teflón AF, World Precision Instruments, Inc.) tienen algunas otras desventajas, tales como: fallas..El gran volumen muerto del TIR3,10, (2) conector en T (para conectar capilares, fibras y tubos de entrada/salida) puede atrapar burbujas de aire10.
Al mismo tiempo, la determinación de los niveles de glucosa es de gran importancia para el diagnóstico de diabetes, cirrosis hepática y enfermedades mentales20.y muchos métodos de detección como la fotometría (incluyendo espectrofotometría 21, 22, 23, 24, 25 y colorimetría en papel 26, 27, 28), galvanometría 29, 30, 31, fluorometría 32, 33, 34, 35, polarimetría óptica 36, ​​resonancia de plasmón superficial.37, cavidad Fabry-Perot 38, electroquímica 39 y electroforesis capilar 40,41 y así sucesivamente.Sin embargo, la mayoría de estos métodos requieren equipos costosos y la detección de glucosa en varias concentraciones nanomolares sigue siendo un desafío (por ejemplo, para mediciones fotométricas21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, la concentración más baja de glucosa).la limitación era solo de 30 nM cuando se usaban nanopartículas de azul de Prusia como imitadores de peroxidasa).Los análisis de glucosa nanomolar a menudo se requieren para estudios celulares a nivel molecular, como la inhibición del crecimiento del cáncer de próstata humano42 y el comportamiento de fijación de CO2 de Prochlorococcus en el océano.
En este artículo, se desarrolló un fotómetro compacto y económico basado en un capilar de guía de ondas de metal (MWC), un capilar de acero inoxidable SUS316L con una superficie interior electropulida, para la determinación de absorción ultrasensible.Dado que la luz puede quedar atrapada dentro de los capilares metálicos independientemente del ángulo de incidencia, el camino óptico puede aumentar considerablemente mediante la dispersión de la luz en superficies metálicas onduladas y lisas, y es mucho más largo que la longitud física del MWC.Además, se diseñó un conector en T simple para la conexión óptica y la entrada/salida de fluido para minimizar el volumen muerto y evitar el atrapamiento de burbujas.Para el fotómetro MWC de 7 cm, el límite de detección se mejora unas 3000 veces en comparación con el espectrofotómetro comercial con cubeta de 1 cm debido a la nueva mejora de la ruta óptica no lineal y al rápido cambio de muestra, y también se puede lograr la concentración de detección de glucosa.solo 5,12 nM usando reactivos cromogénicos comunes.
Como se muestra en la Figura 1, el fotómetro basado en MWC consta de un MWC de 7 cm de largo con una superficie interior electropulida de grado EP, un LED de 505 nm con lente, un fotodetector de ganancia ajustable y dos para acoplamiento óptico y entrada de líquido.Salida.Se utiliza una válvula de tres vías conectada al tubo de entrada Pike para cambiar la muestra entrante.El tubo Peek encaja perfectamente contra la placa de cuarzo y el MWC, por lo que el volumen muerto en el conector en T se mantiene al mínimo, lo que evita que las burbujas de aire queden atrapadas.Además, el haz colimado se puede introducir fácil y eficientemente en el MWC a través de la placa de cuarzo con pieza en T.
El haz y la muestra líquida se introducen en el MCC a través de una pieza en T, y un fotodetector recibe el haz que atraviesa el MCC.Las soluciones entrantes de muestras teñidas o en blanco se introdujeron alternativamente en el ICC a través de una válvula de tres vías.De acuerdo con la ley de Beer, la densidad óptica de una muestra coloreada se puede calcular a partir de la ecuación.1.10
donde Vcolor y Vblank son las señales de salida del fotodetector cuando se introducen muestras de color y blanco en el MCC, respectivamente, y Vdark es la señal de fondo del fotodetector cuando el LED está apagado.El cambio en la señal de salida ΔV = Vcolor–Vblanco se puede medir cambiando muestras.Según la ecuación.Como se muestra en la Figura 1, si ΔV es mucho menor que Vblank–Vdark, cuando se utiliza un esquema de conmutación de muestreo, los pequeños cambios en Vblank (p. ej., la deriva) pueden tener poco efecto en el valor de AMWC.
Para comparar el rendimiento del fotómetro basado en MWC con el espectrofotómetro basado en cubeta, se utilizó una solución de tinta roja como muestra de color debido a su excelente estabilidad de color y buena linealidad de concentración-absorbancia, DI H2O como muestra en blanco..Como se muestra en la Tabla 1, se prepararon una serie de soluciones de tinta roja mediante el método de dilución en serie usando DI H2O como solvente.La concentración relativa de la muestra 1 (S1), pintura roja original sin diluir, se determinó como 1,0.En la fig.La Figura 2 muestra fotografías ópticas de 11 muestras de tinta roja (S4 a S14) con concentraciones relativas (enumeradas en la Tabla 1) que van desde 8,0 × 10–3 (izquierda) hasta 8,2 × 10–10 (derecha).
Los resultados de la medición para la muestra 6 se muestran en las Figs.3(a).Los puntos de cambio entre muestras teñidas y en blanco están marcados en la figura con flechas dobles "↔".Se puede ver que el voltaje de salida aumenta rápidamente cuando se cambia de muestras de color a muestras en blanco y viceversa.Vcolor, Vblank y el ΔV correspondiente se pueden obtener como se muestra en la figura.
(a) Resultados de la medición para la muestra 6, (b) la muestra 9, (c) la muestra 13 y (d) la muestra 14 utilizando un fotómetro basado en MWC.
Los resultados de la medición para las muestras 9, 13 y 14 se muestran en las Figs.3(b)-(d), respectivamente.Como se muestra en la Figura 3(d), el ΔV medido es solo 5 nV, que es casi 3 veces el valor del ruido (2 nV).Un ΔV pequeño es difícil de distinguir del ruido.Así, el límite de detección alcanzó una concentración relativa de 8,2×10-10 (muestra 14).Con la ayuda de ecuaciones.1. La absorbancia AMWC se puede calcular a partir de los valores medidos de Vcolor, Vblank y Vdark.Para un fotodetector con una ganancia de 104 V, la oscuridad es de -0,68 μV.Los resultados de la medición para todas las muestras se resumen en la Tabla 1 y se pueden encontrar en el material complementario.Como se muestra en la Tabla 1, la absorbancia encontrada en altas concentraciones se satura, por lo que la absorbancia por encima de 3,7 no se puede medir con espectrómetros basados ​​en MWC.
A modo de comparación, también se midió una muestra de tinta roja con un espectrofotómetro y la absorbancia de Acuvette medida se muestra en la Figura 4. Los valores de Acuvette a 505 nm (como se muestra en la Tabla 1) se obtuvieron haciendo referencia a las curvas de las muestras 10, 11 o 12 (como se muestra en el recuadro).a la Fig. 4) como referencia.Como se muestra, el límite de detección alcanzó una concentración relativa de 2,56 x 10-6 (muestra 9) porque las curvas de absorción de las muestras 10, 11 y 12 no se distinguían entre sí.Por lo tanto, al usar el fotómetro basado en MWC, el límite de detección mejoró en un factor de 3125 en comparación con el espectrofotómetro basado en cubeta.
La dependencia absorción-concentración se presenta en la Fig.5.Para mediciones de cubeta, la absorbancia es proporcional a la concentración de tinta en una longitud de trayectoria de 1 cm.Mientras que, para mediciones basadas en MWC, se observó un aumento no lineal en la absorbancia a bajas concentraciones.Según la ley de Beer, la absorbancia es proporcional a la longitud del camino óptico, por lo que la ganancia de absorción AEF (definida como AEF = AMWC/acuvette a la misma concentración de tinta) es la relación entre el MWC y la longitud del camino óptico de la cubeta.Como se muestra en la Figura 5, a altas concentraciones, el AEF constante es de alrededor de 7,0, lo cual es razonable ya que la longitud del MWC es exactamente 7 veces la longitud de una cubeta de 1 cm. Sin embargo, a bajas concentraciones (concentración relacionada <1,28 × 10-5), el AEF aumenta con la disminución de la concentración y alcanzaría un valor de 803 a una concentración relacionada de 8,2 × 10-10 extrapolando la curva de medición basada en cubetas. Sin embargo, a bajas concentraciones (concentración relacionada <1,28 × 10-5), el AEF aumenta con la disminución de la concentración y alcanzaría un valor de 803 a una concentración relacionada de 8,2 × 10-10 extrapolando la curva de medición basada en cubetas. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с уменьшени ем концентрации и может достигать значения 803 относительной концентрации 8,2 × 10–10 экстрапол яции кривой измерения на основе кюветы. Sin embargo, a bajas concentraciones (concentración relativa <1,28 × 10–5), el AEF aumenta al disminuir la concentración y puede alcanzar un valor de 803 a una concentración relativa de 8,2 × 10–10 cuando se extrapola a partir de una curva de medición basada en cubetas.然而，在低浓度（相关浓度<1.28 × 10-5 ）下，AEF 随着浓度的降低而增加，并且通过外推基于比色皿的测量曲线，在相关浓度为8.2 × 10-10 时将达到803 的值。然而 ， 在 低 浓度 （相关 浓度 <1.28 × 10-5） ， ， AEF 随着 的 降低 而 ， 并且 通过 外推 基于比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8.2 × 10-10 时 达到 达到 达到 达到 达到803 值。 Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) АЭП увеличивается с уменьше no hay comentarios ельной концентрации 8,2 × 10–10 803 . Sin embargo, a bajas concentraciones (concentraciones relevantes < 1,28 × 10-5), la AED aumenta al disminuir la concentración y, cuando se extrapola a partir de una curva de medición basada en cubetas, alcanza un valor de concentración relativa de 8,2 × 10–10 803 .Esto da como resultado un camino óptico correspondiente de 803 cm (AEF × 1 cm), que es mucho más largo que la longitud física del MWC e incluso más largo que el LWC comercial más largo disponible (500 cm de World Precision Instruments, Inc.).Doko Engineering LLC tiene una longitud de 200 cm).Este aumento no lineal en la absorción en el LWC no se ha informado previamente.
En la fig.6(a)-(c) muestran una imagen óptica, una imagen de microscopio y una imagen de perfilador óptico de la superficie interna de la sección de MWC, respectivamente.Como se muestra en la fig.6(a), la superficie interior es lisa y brillante, puede reflejar la luz visible y es muy reflectante.Como se muestra en la fig.6(b), debido a la deformabilidad y naturaleza cristalina del metal, aparecen pequeñas mesas e irregularidades en la superficie lisa. En vista del área pequeña (<5 μm × 5 μm), la rugosidad de la mayor parte de la superficie es inferior a 1,2 nm (Fig. 6 (c)). En vista de un área pequeña (<5 μm × 5 μm), la rugosidad de la mayor parte de la superficie es inferior a 1,2 nm (Fig. 6 (c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1, 2 нм (рис. 6(в)). Debido al área pequeña (<5 µm×5 µm), la rugosidad de la mayor parte de la superficie es inferior a 1,2 nm (Fig. 6(c)).考虑到小面积（<5 μm×5 μm），大多数表面的粗糙度小于1,2 nm（图6（c））。考虑到小面积（<5 μm×5 μm），大多数表面的粗糙度小于1,2 nm（图6（c））。 Учитывая небольшую площадь (<5 мкм × 5 мкм), шероховатость большинства поверхностей составляе т менее 1,2 нм (рис. 6(в)). Teniendo en cuenta el área pequeña (<5 µm × 5 µm), la rugosidad de la mayoría de las superficies es inferior a 1,2 nm (Fig. 6(c)).
(a) Imagen óptica, (b) imagen de microscopio y (c) imagen óptica de la superficie interna del corte de MWC.
Como se muestra en la fig.7(a), el camino óptico LOP en el capilar está determinado por el ángulo de incidencia θ (LOP = LC/sinθ, donde LC es la longitud física del capilar).Para los capilares de teflón AF rellenos con DI H2O, el ángulo de incidencia debe ser mayor que el ángulo crítico de 77,8°, por lo que el LOP es inferior a 1,02 × LC sin más mejoras3.6.Mientras que, con MWC, el confinamiento de la luz dentro del capilar es independiente del índice de refracción o del ángulo de incidencia, por lo que a medida que el ángulo de incidencia disminuye, la trayectoria de la luz puede ser mucho más larga que la longitud del capilar (LOP » LC).Como se muestra en la fig.7(b), la superficie de metal corrugado puede inducir la dispersión de la luz, lo que puede aumentar considerablemente el camino óptico.
Por lo tanto, hay dos caminos de luz para MWC: luz directa sin reflejo (LOP = LC) y luz de diente de sierra con múltiples reflejos entre las paredes laterales (LOP » LC).Según la ley de Beer, la intensidad de la luz directa y en zigzag transmitida se puede expresar como PS×exp(-α×LC) y PZ×exp(-α×LOP) respectivamente, donde la constante α es el coeficiente de absorción, que depende completamente de la concentración de tinta.
Para tinta de alta concentración (p. ej., concentración relacionada >1,28 × 10-5), la luz en zigzag está muy atenuada y su intensidad es mucho menor que la de la luz directa, debido al gran coeficiente de absorción y su camino óptico mucho más largo. Para tinta de alta concentración (p. ej., concentración relacionada >1,28 × 10-5), la luz en zigzag está muy atenuada y su intensidad es mucho menor que la de la luz directa, debido al gran coeficiente de absorción y su camino óptico mucho más largo. Для чернил с высокой концентрацией (например, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразн ый свет сильно затухает, а его интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого ко эффициента поглощения и гораздо более длинного оптического излучения. Para tinta de alta concentración (p. ej., concentración relativa >1,28×10-5), la luz en zigzag se atenúa fuertemente y su intensidad es mucho menor que la de la luz directa debido al gran coeficiente de absorción ya una emisión óptica mucho más prolongada.pista.对于高浓度墨水（例如，相关浓度>1.28×10-5），Z字形光衰减很大，其强度远低于直光，这是由于吸收系数大，光学时间更长。对于 高浓度 墨水 （例如 ， 浓度 浓度> 1.28 × 10-5） ， z 字形 衰减 很 大 ， 强度 远 低于 直光 ， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长Для чернил с высокой концентрацией (например, релевантные концентрации >1,28×10-5) зигзагообразный свет значительно ослабляется, и его интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большо го коэффициента поглощения и более длительного оптического времени. Para tintas de alta concentración (p. ej., concentraciones relevantes >1,28×10-5), la luz en zigzag se atenúa significativamente y su intensidad es mucho menor que la de la luz directa debido al gran coeficiente de absorción y al mayor tiempo óptico.pequeño caminoPor lo tanto, la luz directa dominó la determinación de la absorbancia (LOP=LC) y el AEF se mantuvo constante en ~7,0. Por el contrario, cuando el coeficiente de absorción disminuye al disminuir la concentración de tinta (p. ej., concentración relacionada <1,28 × 10-5), la intensidad de la luz en zigzag aumenta más rápidamente que la de la luz directa y luego la luz en zigzag comienza a desempeñar un papel más importante. Por el contrario, cuando el coeficiente de absorción disminuye al disminuir la concentración de tinta (p. ej., concentración relacionada <1,28 × 10-5), la intensidad de la luz en zigzag aumenta más rápidamente que la de la luz directa y luego la luz en zigzag comienza a desempeñar un papel más importante. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (наприме р, относительная концентрация <1,28 × 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем у прямого света, и затем начинает играть зигзагообразный свет. Por el contrario, cuando el coeficiente de absorción disminuye al disminuir la concentración de tinta (por ejemplo, la concentración relativa <1.28×10-5), la intensidad de la luz en zigzag aumenta más rápido que la de la luz directa y luego la luz en zigzag comienza a reproducirse.papel más importante.相反，当吸收系数随着墨水浓度的降低而降低时（例如，相关浓度<1.28×10-5），Z字形光的强度比直光增加得更快，然后Z字形光开始发挥作用一个更重要的角色。<1,28 × 10-5） ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 一 个 重要 重要 重要 更 更 更更 更 更 更 更 HI的角色。 И наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (напри мер, соответствующая концентрация < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстр ее, чем прямого, и тогда зигзагообразный свет начинает играть более важную роль. Por el contrario, cuando el coeficiente de absorción disminuye al disminuir la concentración de tinta (por ejemplo, la concentración correspondiente < 1,28×10-5), la intensidad de la luz en zigzag aumenta más rápido que la luz directa y luego la luz en zigzag comienza a desempeñar un papel más importante.personaje de rol.Por lo tanto, debido al camino óptico de diente de sierra (LOP » LC), el AEF se puede aumentar mucho más de 7,0.Las características precisas de transmisión de luz de MWC se pueden obtener utilizando la teoría del modo de guía de ondas.
Además de mejorar la ruta óptica, el cambio rápido de muestras también contribuye a límites de detección ultrabajos.Debido al pequeño volumen de MCC (0,16 ml), el tiempo necesario para cambiar las soluciones en MCC puede ser inferior a 20 segundos.Como se muestra en la Figura 5, el valor mínimo detectable de AMWC (2,5 × 10–4) es 4 veces menor que el de Acuvette (1,0 × 10–3).El cambio rápido de la solución que fluye en el capilar reduce el efecto del ruido del sistema (p. ej., deriva) en la precisión de la diferencia de absorbancia en comparación con la solución de retención en la cubeta.Por ejemplo, como se muestra en la fig.3(b)-(d), ΔV se puede distinguir fácilmente de una señal de deriva debido al rápido cambio de muestra en el capilar de pequeño volumen.
Como se muestra en la Tabla 2, se preparó una variedad de soluciones de glucosa a varias concentraciones usando DI H2O como solvente.Las muestras teñidas o en blanco se prepararon mezclando solución de glucosa o agua desionizada con soluciones cromogénicas de glucosa oxidasa (GOD) y peroxidasa (POD) 37 en una relación de volumen fijo de 3:1, respectivamente.En la fig.8 muestra fotografías ópticas de nueve muestras teñidas (S2-S10) con concentraciones de glucosa que oscilan entre 2,0 mM (izquierda) y 5,12 nM (derecha).El enrojecimiento disminuye con la disminución de la concentración de glucosa.
Los resultados de las mediciones de las muestras 4, 9 y 10 con un fotómetro basado en MWC se muestran en las Figs.9(a)-(c), respectivamente.Como se muestra en la fig.9(c), el ΔV medido se vuelve menos estable y aumenta lentamente durante la medición a medida que el color del propio reactivo GOD-POD (incluso sin agregar glucosa) cambia lentamente en la luz.Por lo tanto, las mediciones sucesivas de ΔV no se pueden repetir para muestras con una concentración de glucosa inferior a 5,12 nM (muestra 10), porque cuando ΔV es lo suficientemente pequeño, la inestabilidad del reactivo GOD-POD ya no se puede despreciar.Por lo tanto, el límite de detección para la solución de glucosa es de 5,12 nM, aunque el valor de ΔV correspondiente (0,52 μV) es mucho mayor que el valor de ruido (0,03 μV), lo que indica que todavía se puede detectar un ΔV pequeño.Este límite de detección se puede mejorar aún más mediante el uso de reactivos cromogénicos más estables.
(a) Resultados de la medición para la muestra 4, (b) la muestra 9 y (c) la muestra 10 utilizando un fotómetro basado en MWC.
La absorbancia AMWC se puede calcular utilizando los valores Vcolor, Vblank y Vdark medidos.Para un fotodetector con una ganancia de 105 V, la oscuridad es de -0,068 μV.Las medidas para todas las muestras se pueden establecer en el material complementario.A modo de comparación, las muestras de glucosa también se midieron con un espectrofotómetro y la absorbancia medida de Acuvette alcanzó un límite de detección de 0,64 µM (muestra 7), como se muestra en la Figura 10.
La relación entre absorbancia y concentración se presenta en la Figura 11. Con el fotómetro basado en MWC, se logró una mejora de 125 veces en el límite de detección en comparación con el espectrofotómetro basado en cubeta.Esta mejora es inferior a la del ensayo de tinta roja debido a la escasa estabilidad del reactivo GOD-POD.También se observó un aumento no lineal en la absorbancia a bajas concentraciones.
El fotómetro basado en MWC ha sido desarrollado para la detección ultrasensible de muestras líquidas.La trayectoria óptica se puede aumentar considerablemente, y mucho más que la longitud física del MWC, porque la luz dispersada por las paredes laterales de metal corrugado liso se puede contener dentro del capilar independientemente del ángulo de incidencia.Se pueden lograr concentraciones tan bajas como 5,12 nM utilizando reactivos GOD-POD convencionales gracias a la nueva amplificación óptica no lineal y al rápido cambio de muestra y detección de glucosa.Este fotómetro compacto y económico se utilizará ampliamente en ciencias de la vida y monitoreo ambiental para el análisis de trazas.
Como se muestra en la Figura 1, el fotómetro basado en MWC consta de un MWC de 7 cm de largo (diámetro interior de 1,7 mm, diámetro exterior de 3,18 mm, superficie interior electropulida de clase EP, capilar de acero inoxidable SUS316L), un LED de longitud de onda de 505 nm (Thorlabs M505F1) y lentes (dispersión del haz de unos 6,6 grados), un fotodetector de ganancia variable (Thorlabs PDB450C) y dos conectores en T para comunicación óptica y líquido en /fuera.El conector en T se fabrica uniendo una placa de cuarzo transparente a un tubo de PMMA en el que se insertan y pegan firmemente tubos MWC y Peek (0,72 mm de DI, 1,6 mm de DE, Vici Valco Corp.).Se utiliza una válvula de tres vías conectada al tubo de entrada Pike para cambiar la muestra entrante.El fotodetector puede convertir la potencia óptica P recibida en una señal de tensión amplificada N×V (donde V/P = 1,0 V/W a 1550 nm, la ganancia N puede ajustarse manualmente en el rango de 103-107).Por brevedad, se utiliza V en lugar de N×V como señal de salida.
En comparación, también se usó un espectrofotómetro comercial (Agilent Technologies Cary 300 series con fotomultiplicador de alta eficiencia R928) con una celda de cubeta de 1,0 cm para medir la absorbancia de las muestras líquidas.
La superficie interna del corte de MWC se examinó utilizando un perfilador óptico de superficies (ZYGO New View 5022) con una resolución vertical y lateral de 0,1 nm y 0,11 µm, respectivamente.
Todos los productos químicos (grado analítico, sin purificación adicional) se adquirieron de Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Los kits de prueba de glucosa incluyen glucosa oxidasa (GOD), peroxidasa (POD), 4-aminoantipirina y fenol, etc. La solución cromogénica se preparó mediante el método habitual GOD-POD 37.
Como se muestra en la Tabla 2, se preparó una gama de soluciones de glucosa en varias concentraciones usando DI H2O como diluyente usando un método de dilución en serie (ver Materiales complementarios para más detalles).Prepare muestras teñidas o en blanco mezclando solución de glucosa o agua desionizada con solución cromogénica en una relación de volumen fijo de 3:1, respectivamente.Todas las muestras se almacenaron a 37°C protegidas de la luz durante 10 minutos antes de la medición.En el método GOD-POD, las muestras teñidas se vuelven rojas con un máximo de absorción a 505 nm y la absorción es casi proporcional a la concentración de glucosa.
Como se muestra en la Tabla 1, se preparó una serie de soluciones de tinta roja (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, China) mediante el método de dilución en serie usando DI H2O como solvente.
Cómo citar este artículo: Bai, M. et al.Fotómetro compacto basado en capilares de guía de ondas metálicas: para la determinación de concentraciones nanomolares de glucosa.la ciencia.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
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